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第三讲 生物信息的传递（上）从DNA到RNA 转录机器的主要成分 RNA聚合酶（RNA polymerase） 转录复合物 α亚基 是核心酶中的两个相同的亚单位 由rpoA基因编码 与核心酶的组装有关 参与RNA聚合酶和部分调节因子的相互作用 β和β’亚基 β和β’分别由rpoB和rpoC基因编码。 由β和β’亚基组成了聚合酶的催化中心。 它们在序列上与真核生物RNA聚合酶的两个大亚基有同源性。 亚基能与模板DNA、新生RNA链及核苷酸底物相结合。rpoB和rpoC基因的突变会影响转录所有的阶段。 σ因子 负责模板链的选择和转录的起始： 与σ因子的结合使RNA聚合酶从核心酶转变为聚合酶全酶。 是启动子识别的关键的酶，不仅增加聚合酶对启动子的亲和力(提高103倍)，还可降低它对非专一位点的亲和力(降低104倍)，使酶底复合物的半衰期小于1s。 在细胞中对σ因子量的需求少于聚合酶中其它亚单位。 真核生物的RNA聚合酶 ?有3类RNA聚合酶； ?结构比大肠杆菌RNA聚合酶复杂； ?在细胞核中的位置不同； ?负责转录的基因不同，对α-鹅膏蕈碱的敏感性也不同。 真核生物RNA聚合酶一般有8-14个亚基所组成，相对分子质量超过5×105。 转录机器的主要成分 RNA聚合酶（RNA polymerase） 转录复合物 封闭复合物 开发复合物 三元复合物 除RNA聚合酶之外，真核生物转录起始过程中至少还需要7种辅助因子参与。 转录单元 转录起点是指与新生RNA链第一个核苷酸相对应DNA链上的碱基，通常为嘌呤。 把起点5’末端的序列称为上游（upstream）， 把其3’末端的序列称为下游（downstream）。 启动子区的基本结构 启动子是一段位于结构基因5’端上游区的保守的DNA序列，能活化RNA聚合酶，使之与模板DNA准确地相结合并具有转录起始的特异性。 启动子与转录起始 大肠杆菌RNA聚合酶与启动子的相互作用主要包括： 启动子区的识别； 酶与启动子的结合； σ因子的结合与解离。 原核生物启动子的结构特点 -10序列(Pribnow框盒) 其保守序列为TATAAT，位于-10bp左右，其中3′端的“T”十分保守。 A.T较丰富，易于解链。 它和转录起始位点I一般相距5bp。 功能: (1)RNA pol紧密结合; (2)形成开放启动复合体； (3)使RNA pol定向转录。 大肠杆菌启动子共有序列的功能 由含?70RNA聚合酶全酶识别的典型大肠杆菌启动子 原核生物有多种σ因子识别不同的启动子 一般情况下起作用的是---σ70 结合过程： 闭和的启动子复合体 RNA聚合酶（全酶）中的σ因子在DNA双链 上迅速、随机滑动，寻找到启动子-35区， 形成疏松的复合物，DNA双链未解开。 开放的启动子复合体 RNA聚合酶（全酶）移向-10区和转录起始 延长---- 转录泡RNA聚合酶（核心酶）　◆与DNA模板紧密结合，沿3’ 5’方向移动　◆解旋作用：DNA解开　◆聚合功能（不具外切酶功能） 杂交螺旋 ◆ RNA-DNA形成杂交螺旋 ◆ 转录产物RNA沿5’ 3’方向延长 真核生物启动子的结构特点 真核生物RNA聚合酶II所识别的启动子区 Hogness等发现类似Pribnow区的Hogness区，在转录起始点上游–25～–30 bp处，保守序列为TATAAA，也称TATA区。 在起始位点上游–70～–78 bp处还有另一段共同序列CCAAT，称为CAAT区（CAAT box）。 真核基因的启动子 1. 核心元件 TATA box: –25～–30 bp区 启始子(initiator，Inr)：转录起始位点附近 2. 上游启动子元件（UPE） CAAT box ：–70～–80区CCAAT序列 GC box: –80～–110含有GCCACACCC或GGGCGGG序列。 真核生物启动子对转录的影响 TATA区--使转录精确地起始: 如果除去TATA区或进行碱基突变，转录产物下降的相对值不如CAAT区或GC区突变后明显，但发现所获得的RNA产物起始点不固定。 CAAT区和GC区主要控制转录起始频率： 基本不参与起始位点的确定。 增强子(enhancer) 1981年由Benerji, Rusconi小组和Chambom等发现的，又称远上游序列。 已在SV40的转录单元上发现其转录起始位点上游约200bp处有两段72bp长的重复序列，它们不是启动子的一部分，但能增强或促进转录的起始，因此，称这种能强化转录起始的序列为增强子（enhancer）。 增强子（Enhancer ） 增强子很可能通过影响染色质DNA－蛋白质结构或改变超螺旋的密度而改变模板的整体结构，从而使得RNA聚合酶更容易与模板D